Pomóż w opracowaniu witryny, udostępniając artykuł znajomym!

W fizyce wiele uwagi poświęca się energii i mocy urządzeń, substancji lub ciał. W elektrotechnice koncepcje te odgrywają równie ważną rolę, jak w innych gałęziach fizyki, ponieważ od nich zależy, jak szybko instalacja wykona swoją pracę i jakie obciążenie będą ponosić linie energetyczne. Na podstawie tych informacji wybiera się transformatory dla podstacji, generatorów dla elektrowni i przekroju przewodów linii przesyłowych. W tym artykule opiszemy, jak znaleźć moc urządzenia elektrycznego lub instalacji, znając natężenie, napięcie i rezystancję.

Definicja

Moc to skalar. Ogólnie jest to stosunek pracy wykonanej do czasu:

P = dA / dt

Mówiąc prościej, ta wartość określa szybkość wykonywania pracy. Może być oznaczony nie tylko literą P, ale również W lub N, mierzoną w watach lub kilowatach, które w skrócie oznaczają odpowiednio W i kW.

Moc elektryczna jest równa iloczynowi prądu i napięcia:

P = UI

Jak to się ma do pracy? U jest stosunkiem pracy przeniesienia pojedynczego ładunku, a ja ustalam, jaki ładunek przeszedł przez drut na jednostkę czasu. W wyniku przekształceń uzyskaliśmy taką formułę, za pomocą której można znaleźć moc, znając aktualną siłę i napięcie.

Wzory do obliczeń obwodu DC

Najprostszy sposób obliczenia mocy dla obwodu DC. Jeśli występuje prąd i napięcie, wystarczy użyć powyższego wzoru, aby wykonać obliczenie:

P = UI

Ale nie zawsze jest możliwe znalezienie mocy prądu i napięcia. Jeśli nie są ci znane, możesz określić P, znając opór i napięcie:

P = U 2 / R

Możesz również wykonać obliczenia, znając prąd i opór:

P = I 2 * R

Dwie ostatnie formuły są wygodne do obliczenia mocy segmentu łańcucha, jeśli znasz R elementu I lub U, który na niego spada.

Dla AC

Jednak dla obwodu elektrycznego prądu przemiennego należy wziąć pod uwagę pełne, aktywne i bierne, a także współczynnik mocy (cosF). Rozważaliśmy wszystkie te pojęcia bardziej szczegółowo w tym artykule: https://samelectrik.ru/chto-takoe-aktivnaya-reaktivnaya-i-polnaya-moshhnost.html.

Zauważmy tylko, że aby znaleźć całkowitą moc w sieci jednofazowej, należy pomnożyć prąd i napięcie:

S = interfejs użytkownika

W rezultacie w amperach woltowych określona zostanie moc czynna (waty), należy pomnożyć S przez współczynnik cosF. Można go znaleźć w dokumentacji technicznej urządzenia.

P = UIcosF

Aby określić moc bierną (reaktywny wolt-amper) zamiast cosF, stosuje się sinF.

Q = UIsinF

Lub wyrazić z tego wyrażenia:

I stąd, aby obliczyć pożądaną wartość.

Znajdowanie mocy w sieci trójfazowej jest również łatwe, aby określić S (pełne), użyj wzoru do obliczenia napięcia prądu i fazy:

S = 3U f I f

I znając liniowy:

S = 1, 73 * U l I l

1, 73 lub pierwiastek 3 - ta wartość jest używana do obliczeń obwodów trójfazowych.

Następnie przez analogię, aby znaleźć P aktywne:

P = 3U f I f * cosF = 1, 73 * U l I I l * cosF

Możesz określić moc bierną:

Q = 3U f I f * sin F = 1, 73 * U l I l l * sin F

Te teoretyczne informacje się kończą i przechodzimy do praktyki.

Przykład obliczania całkowitej mocy silnika elektrycznego

Moc silników elektrycznych jest przydatna lub mechaniczna na wale i elektrycznie. Różnią się one wielkością współczynnika wydajności (EFF), ta informacja jest zwykle wskazana na tabliczce znamionowej silnika.

Stąd bierzemy dane do obliczenia połączenia w trójkącie do liniowego 380 V:

  1. P na wale = 160 kW = 160000 W
  2. n = 0, 94
  3. cosF = 0, 9
  4. U = 380

Następnie możesz znaleźć aktywną moc elektryczną według wzoru:

P = P na wale / n = 160000 / 0, 94 = 170213 W

Teraz możesz znaleźć S:

S = P / cosφ = 170213 / 0, 9 = 189126 W

Że należy to znaleźć i wziąć pod uwagę, wybierając kabel lub transformator do silnika elektrycznego. Po tych obliczeniach się skończyły.

Obliczanie dla połączenia równoległego i szeregowego

Przy obliczaniu obwodu urządzenia elektronicznego często konieczne jest znalezienie mocy, która jest przydzielana na oddzielnym elemencie. Następnie musisz określić, na jakie napięcie spadnie, jeśli mówimy o połączeniu szeregowym lub o tym, który prąd płynie, gdy jest włączony równolegle, rozważ konkretne przypadki.

Tutaj jestem równy:

I = U / (R1 + R2) = 12 / (10 + 10) = 12/20 = 0, 6

Całkowita moc:

P = UI = 12 * 0, 6 = 7, 2 W

Na każdym rezystorze R1 i R2, ponieważ ich rezystancja jest taka sama, napięcie spada w:

U = IR = 0, 6 * 10 = 6 woltów

I wyróżnia się:

P na rezystorze = UI = 6 * 0, 6 = 3, 6 W

Następnie, po połączeniu równoległym w tym schemacie:

Najpierw szukamy I w każdej branży:

I 1 = U / R 1 = 12/1 = 12 A

I 2 = U / R 2 = 12/2 = 6 A

I wyróżnia się z każdego z:

P R 1 = 12 * 6 = 72 waty

P R 2 = 12 * 12 = 144 waty

Przydzielona suma:

P = UI = 12 * (6 + 12) = 216 Watt

Albo przez ogólny opór:

R suma = (R1 * R2) / (R1 + R2) = (1 * 2) / (1 + 2) = 2/3 = 0, 66 Ohm

I = 12 / 0, 66 = 18 amperów

P = 12 * 18 = 216 W

Wszystkie obliczenia zbiegły się, więc znalezione wartości są poprawne.

Wniosek

Ponieważ możesz być pewien, że znajdziesz moc obwodu lub jego części, nie jest to wcale trudne; Ważniejsze jest prawidłowe określenie całkowitego oporu, prądu i napięcia. Nawiasem mówiąc, wiedza ta jest już wystarczająca, aby poprawnie określić parametry obwodu i wybrane elementy - ile watów wybrać oporniki, odcinki kabli i transformatorów. Należy również zachować ostrożność przy obliczaniu S przy obliczaniu radicandu. Trzeba tylko dodać, że płacąc rachunki za media płacimy za kilowatogodzinę lub kWh, są one równe ilości energii zużywanej przez pewien okres czasu. Na przykład, jeśli podłączyłeś grzejnik o mocy 2 kilowatów na pół godziny, licznik będzie wiatrem 1 kW / h, a za godzinę - 2 kW / h i tak dalej, analogicznie.

Na koniec zalecamy obejrzenie przydatnego filmu na temat artykułu:

Przeczytaj także:

  • Jak określić zużycie energii przez urządzenia
  • Jak obliczyć przekroje kabli
  • Oznaczanie rezystorów dla mocy i rezystancji

Pomóż w opracowaniu witryny, udostępniając artykuł znajomym!

Kategoria:

Baza wiedzy